पातळ करण्याची गरज का आहे?

बॅक-एंड प्रक्रियेच्या टप्प्यात, दवेफर (सिलिकॉन वेफरपुढील बाजूस असलेल्या सर्किट्ससह) पुढील डाईसिंग, वेल्डिंग आणि पॅकेजिंग करण्यापूर्वी पॅकेज माउंटिंगची उंची कमी करण्यासाठी, चिप पॅकेजचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, चिपची थर्मल डिफ्यूजन कार्यक्षमता, इलेक्ट्रिकल परफॉर्मन्स, यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी आणि त्याचे प्रमाण कमी करण्यासाठी मागील बाजूस पातळ करणे आवश्यक आहे. dicing बॅक ग्राइंडिंगमध्ये उच्च कार्यक्षमता आणि कमी खर्चाचे फायदे आहेत. हे सर्वात महत्वाचे बॅक थिनिंग तंत्रज्ञान बनण्यासाठी पारंपारिक ओले कोरीव आणि आयन एचिंग प्रक्रिया बदलले आहे.

पातळ केलेले वेफर

पातळ कसे करावे?

पारंपारिक पॅकेजिंग प्रक्रियेत वेफर पातळ करण्याची मुख्य प्रक्रिया

च्या विशिष्ट पायऱ्यावेफरपातळ करणे म्हणजे वेफरला पातळ होण्याच्या फिल्ममध्ये बॉन्ड करणे आणि नंतर पातळ होणारी फिल्म आणि त्यावरील चिप सच्छिद्र सिरॅमिक वेफर टेबलमध्ये शोषण्यासाठी व्हॅक्यूम वापरणे, कामाच्या पृष्ठभागाच्या आतील आणि बाहेरील गोलाकार बोट केंद्र रेषा समायोजित करणे. कप-आकाराचे डायमंड ग्राइंडिंग व्हील सिलिकॉन वेफरच्या मध्यभागी असते आणि सिलिकॉन वेफर आणि ग्राइंडिंग व्हील कटिंग-इन ग्राइंडिंगसाठी त्यांच्या संबंधित अक्षांभोवती फिरतात. ग्राइंडिंगमध्ये तीन टप्प्यांचा समावेश होतो: उग्र ग्राइंडिंग, बारीक पीसणे आणि पॉलिशिंग.

वेफर फॅक्टरीमधून बाहेर पडणारे वेफर परत बारीक करून वेफरला पॅकेजिंगसाठी आवश्यक जाडीपर्यंत पातळ केले जाते. वेफर पीसताना, सर्किट क्षेत्राचे संरक्षण करण्यासाठी समोर (सक्रिय क्षेत्र) टेप लावणे आवश्यक आहे आणि त्याच वेळी मागील बाजू जमिनीवर आहे. पीसल्यानंतर, टेप काढा आणि जाडी मोजा.
सिलिकॉन वेफर तयार करण्यासाठी यशस्वीरित्या लागू केलेल्या ग्राइंडिंग प्रक्रियेमध्ये रोटरी टेबल ग्राइंडिंगचा समावेश आहे,सिलिकॉन वेफररोटेशन ग्राइंडिंग, डबल-साइड ग्राइंडिंग, इ. सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सच्या पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेच्या आवश्यकतेमध्ये आणखी सुधारणा करून, नवीन ग्राइंडिंग तंत्रज्ञान सतत प्रस्तावित केले जाते, जसे की TAIKO ग्राइंडिंग, केमिकल मेकॅनिकल ग्राइंडिंग, पॉलिशिंग ग्राइंडिंग आणि प्लॅनेटरी डिस्क ग्राइंडिंग.

रोटरी टेबल ग्राइंडिंग:
रोटरी टेबल ग्राइंडिंग (रोटरी टेबल ग्राइंडिंग) ही एक प्रारंभिक ग्राइंडिंग प्रक्रिया आहे जी सिलिकॉन वेफर तयार करण्यासाठी आणि परत पातळ करण्यासाठी वापरली जाते. त्याचे तत्त्व आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहे. सिलिकॉन वेफर्स रोटेटिंग टेबलच्या सक्शन कपवर निश्चित केले जातात आणि फिरत्या टेबलद्वारे समकालिकपणे फिरतात. सिलिकॉन वेफर्स स्वतः त्यांच्या अक्षाभोवती फिरत नाहीत; उच्च वेगाने फिरत असताना ग्राइंडिंग व्हील अक्षीयपणे दिले जाते आणि ग्राइंडिंग व्हीलचा व्यास सिलिकॉन वेफरच्या व्यासापेक्षा मोठा असतो. रोटरी टेबल ग्राइंडिंगचे दोन प्रकार आहेत: फेस प्लंज ग्राइंडिंग आणि फेस टेंगेंशियल ग्राइंडिंग. फेस प्लंज ग्राइंडिंगमध्ये, ग्राइंडिंग व्हीलची रुंदी सिलिकॉन वेफरच्या व्यासापेक्षा मोठी असते आणि ग्राइंडिंग व्हील स्पिंडल त्याच्या अक्षीय दिशेने सतत फीड करते जोपर्यंत जास्तीची प्रक्रिया होत नाही आणि नंतर सिलिकॉन वेफर रोटरी टेबलच्या ड्राइव्हखाली फिरवले जाते; फेस टँजेन्शिअल ग्राइंडिंगमध्ये, ग्राइंडिंग व्हील त्याच्या अक्षीय दिशेने फिरते आणि सिलिकॉन वेफर सतत फिरत असलेल्या डिस्कच्या ड्राइव्हखाली फिरवले जाते आणि ग्राइंडिंग परस्पर फीडिंग (रिसिप्रोकेशन) किंवा क्रिप फीडिंग (क्रीप फीड) द्वारे पूर्ण होते.

आकृती 1, रोटरी टेबल ग्राइंडिंग (चेहरा स्पर्शिका) तत्त्वाचा योजनाबद्ध आकृती

ग्राइंडिंग पद्धतीच्या तुलनेत, रोटरी टेबल ग्राइंडिंगमध्ये उच्च काढण्याचा दर, लहान पृष्ठभागाचे नुकसान आणि सुलभ ऑटोमेशनचे फायदे आहेत. तथापि, ग्राइंडिंग प्रक्रियेत वास्तविक ग्राइंडिंग क्षेत्र (सक्रिय ग्राइंडिंग) बी आणि कट-इन अँगल θ (ग्राइंडिंग व्हीलचे बाह्य वर्तुळ आणि सिलिकॉन वेफरचे बाह्य वर्तुळ यांच्यातील कोन) कटिंग स्थितीच्या बदलासह बदलतात. ग्राइंडिंग व्हीलचा, परिणामी ग्राइंडिंग फोर्स अस्थिर होतो, ज्यामुळे पृष्ठभागाची आदर्श अचूकता (उच्च टीटीव्ही मूल्य) मिळवणे कठीण होते आणि धार कोसळणे आणि कडा कोसळणे यासारखे दोष सहजपणे निर्माण होतात. रोटरी टेबल ग्राइंडिंग तंत्रज्ञानाचा वापर प्रामुख्याने 200 मिमीच्या खाली असलेल्या सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सच्या प्रक्रियेसाठी केला जातो. सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सच्या आकारात वाढ झाल्यामुळे पृष्ठभागाच्या अचूकतेसाठी आणि उपकरणाच्या वर्कबेंचच्या गती अचूकतेसाठी उच्च आवश्यकता समोर आल्या आहेत, म्हणून रोटरी टेबल ग्राइंडिंग 300 मिमी वरील सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्स पीसण्यासाठी योग्य नाही.
ग्राइंडिंग कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, व्यावसायिक विमान स्पर्शिका ग्राइंडिंग उपकरणे सहसा मल्टी-ग्राइंडिंग व्हील संरचना स्वीकारतात. उदाहरणार्थ, रफ ग्राइंडिंग चाकांचा एक संच आणि बारीक ग्राइंडिंग चाकांचा एक संच उपकरणांवर सुसज्ज आहे आणि रोटरी टेबल एका वर्तुळात फिरवून खडबडीत पीसणे आणि बारीक पीसणे पूर्ण करते. या प्रकारच्या उपकरणांमध्ये अमेरिकन GTI कंपनीचे G-500DS (आकृती 2) समाविष्ट आहे.

आकृती 2, युनायटेड स्टेट्समधील GTI कंपनीचे G-500DS रोटरी टेबल ग्राइंडिंग उपकरणे

सिलिकॉन वेफर रोटेशन ग्राइंडिंग:
मोठ्या आकाराच्या सिलिकॉन वेफरची तयारी आणि बॅक थिनिंग प्रक्रियेच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी आणि चांगल्या TTV मूल्यासह पृष्ठभागाची अचूकता प्राप्त करण्यासाठी. 1988 मध्ये, जपानी विद्वान मात्सुई यांनी सिलिकॉन वेफर रोटेशन ग्राइंडिंग (इन-फीडग्राइंडिंग) पद्धत प्रस्तावित केली. त्याचे तत्त्व आकृती 3 मध्ये दर्शविले आहे. वर्कबेंचवर शोषलेले सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर आणि कप-आकाराचे डायमंड ग्राइंडिंग व्हील त्यांच्या संबंधित अक्षांभोवती फिरतात आणि ग्राइंडिंग व्हील एकाच वेळी अक्षीय दिशेने सतत फेडले जाते. त्यापैकी, ग्राइंडिंग व्हीलचा व्यास प्रक्रिया केलेल्या सिलिकॉन वेफरच्या व्यासापेक्षा मोठा आहे आणि त्याचा घेर सिलिकॉन वेफरच्या मध्यभागी जातो. ग्राइंडिंग फोर्स कमी करण्यासाठी आणि ग्राइंडिंग उष्णता कमी करण्यासाठी, व्हॅक्यूम सक्शन कप सामान्यत: उत्तल किंवा अवतल आकारात ट्रिम केला जातो किंवा ग्राइंडिंग व्हील स्पिंडल आणि सक्शन कप स्पिंडल अक्ष यांच्यातील कोन समायोजित केला जातो ज्यामुळे अर्ध-संपर्क पीसणे सुनिश्चित केले जाते. ग्राइंडिंग व्हील आणि सिलिकॉन वेफर.

आकृती 3, सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंग तत्त्वाचे योजनाबद्ध आकृती

रोटरी टेबल ग्राइंडिंगच्या तुलनेत, सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंगचे खालील फायदे आहेत: ① सिंगल-टाइम सिंगल-वेफर ग्राइंडिंग 300 मिमी पेक्षा जास्त मोठ्या आकाराच्या सिलिकॉन वेफर्सवर प्रक्रिया करू शकते; ② वास्तविक ग्राइंडिंग क्षेत्र B आणि कटिंग एंगल θ स्थिर आहेत आणि ग्राइंडिंग फोर्स तुलनेने स्थिर आहे; ③ ग्राइंडिंग व्हील अक्ष आणि सिलिकॉन वेफर अक्ष यांच्यातील झुकाव कोन समायोजित करून, एकल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरचा पृष्ठभाग आकार चांगला पृष्ठभाग आकार अचूकता प्राप्त करण्यासाठी सक्रियपणे नियंत्रित केला जाऊ शकतो. याशिवाय, सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंगचे ग्राइंडिंग एरिया आणि कटिंग अँगल θ मोठे मार्जिन ग्राइंडिंग, सुलभ ऑनलाइन जाडी आणि पृष्ठभाग गुणवत्ता शोधणे आणि नियंत्रण, कॉम्पॅक्ट उपकरण संरचना, सुलभ मल्टी-स्टेशन इंटिग्रेटेड ग्राइंडिंग आणि उच्च ग्राइंडिंग कार्यक्षमता यांचे फायदे देखील आहेत.
उत्पादन कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि सेमीकंडक्टर उत्पादन लाइनच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंगच्या तत्त्वावर आधारित व्यावसायिक ग्राइंडिंग उपकरणे मल्टी-स्पिंडल मल्टी-स्टेशन संरचना स्वीकारतात, जे एका लोडिंग आणि अनलोडिंगमध्ये खडबडीत ग्राइंडिंग आणि बारीक ग्राइंडिंग पूर्ण करू शकतात. . इतर सहाय्यक सुविधांसह एकत्रितपणे, हे सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्स "ड्राय-इन/ड्राय-आउट" आणि "कॅसेट टू कॅसेट" चे पूर्णपणे स्वयंचलित ग्राइंडिंग अनुभवू शकते.

दुहेरी बाजूंनी पीसणे:
जेव्हा सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंग सिलिकॉन वेफरच्या वरच्या आणि खालच्या पृष्ठभागावर प्रक्रिया करते, तेव्हा वर्कपीस वळवावी लागते आणि चरणांमध्ये चालते, ज्यामुळे कार्यक्षमता मर्यादित होते. त्याच वेळी, सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंगमध्ये पृष्ठभागाची कॉपी करणे (कॉपी केलेले) आणि ग्राइंडिंग मार्क्स (ग्राइंडिंगमार्क) आहेत आणि वायर कटिंगनंतर सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरच्या पृष्ठभागावरील वेव्हिनेस आणि टेपर सारखे दोष प्रभावीपणे काढून टाकणे अशक्य आहे. (मल्टी-सॉ), आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. वरील दोषांवर मात करण्यासाठी, 1990 च्या दशकात दुहेरी बाजूचे ग्राइंडिंग तंत्रज्ञान (डबल-साइड ग्राइंडिंग) दिसले आणि त्याचे तत्त्व आकृती 5 मध्ये दर्शविले गेले आहे. दोन्ही बाजूंना सममितीने वितरित केलेले क्लॅम्प सिंगल क्लॅम्प करतात. रिटेनिंग रिंगमध्ये क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर आणि रोलरद्वारे हळू हळू फिरवा. कप-आकाराच्या डायमंड ग्राइंडिंग चाकांची जोडी तुलनेने सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरच्या दोन्ही बाजूंना असते. एअर बेअरिंग इलेक्ट्रिक स्पिंडलद्वारे चालविलेले, ते विरुद्ध दिशेने फिरतात आणि सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरचे दुहेरी बाजूंनी पीसण्यासाठी अक्षीयपणे फीड करतात. आकृतीवरून पाहिल्याप्रमाणे, डबल-साइड ग्राइंडिंग वायर कटिंगनंतर सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरच्या पृष्ठभागावरील लहरीपणा आणि टेपर प्रभावीपणे काढून टाकू शकते. ग्राइंडिंग व्हील अक्षाच्या मांडणीच्या दिशेनुसार, दुहेरी बाजूंनी ग्राइंडिंग क्षैतिज आणि अनुलंब असू शकते. त्यापैकी, क्षैतिज दुहेरी बाजूंनी ग्राइंडिंग ग्राइंडिंग गुणवत्तेवर सिलिकॉन वेफरच्या मृत वजनामुळे सिलिकॉन वेफरच्या विकृतीचा प्रभाव प्रभावीपणे कमी करू शकते आणि सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉनच्या दोन्ही बाजूंना ग्राइंडिंग प्रक्रियेची स्थिती सुनिश्चित करणे सोपे आहे. वेफर सारखेच असतात आणि अपघर्षक कण आणि ग्राइंडिंग चिप्स सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरच्या पृष्ठभागावर राहणे सोपे नसते. ही तुलनेने आदर्श ग्राइंडिंग पद्धत आहे.

आकृती 4, सिलिकॉन वेफर रोटेशन ग्राइंडिंगमध्ये "एरर कॉपी" आणि वेअर मार्क दोष

आकृती 5, दुहेरी बाजूंनी ग्राइंडिंग तत्त्वाचा योजनाबद्ध आकृती

वरील तीन प्रकारच्या सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सचे ग्राइंडिंग आणि डबल-साइड ग्राइंडिंगमधील तुलना तक्ता 1 दाखवते. दुहेरी बाजूचे ग्राइंडिंग प्रामुख्याने सिलिकॉन वेफर प्रक्रियेसाठी 200 मिमीपेक्षा कमी वापरले जाते आणि उच्च वेफर उत्पादन आहे. फिक्स्ड ॲब्रेसिव्ह ग्राइंडिंग व्हीलच्या वापरामुळे, सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सचे पीसणे दुहेरी बाजूच्या ग्राइंडिंगपेक्षा खूप जास्त पृष्ठभागाची गुणवत्ता मिळवू शकते. त्यामुळे, सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंग आणि डबल-साइड ग्राइंडिंग या दोन्ही मुख्य प्रवाहातील 300 मिमी सिलिकॉन वेफर्सच्या प्रक्रियेच्या गुणवत्तेची आवश्यकता पूर्ण करू शकतात आणि सध्याच्या सर्वात महत्त्वाच्या सपाट प्रक्रिया पद्धती आहेत. सिलिकॉन वेफर फ्लॅटनिंग प्रोसेसिंग पद्धत निवडताना, सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफरच्या व्यासाचा आकार, पृष्ठभागाची गुणवत्ता आणि पॉलिशिंग वेफर प्रक्रिया तंत्रज्ञानाच्या आवश्यकतांचा सर्वसमावेशकपणे विचार करणे आवश्यक आहे. वेफरचे मागील पातळ करणे केवळ सिलिकॉन वेफर रोटरी ग्राइंडिंग पद्धत सारख्या एकल-बाजूची प्रक्रिया पद्धत निवडू शकते.

सिलिकॉन वेफर ग्राइंडिंगमध्ये ग्राइंडिंग पद्धत निवडण्याव्यतिरिक्त, सकारात्मक दाब, ग्राइंडिंग व्हील ग्रेन साइज, ग्राइंडिंग व्हील बाईंडर, ग्राइंडिंग व्हील स्पीड, सिलिकॉन वेफर स्पीड, ग्राइंडिंग फ्लुइड व्हिस्कोसिटी आणि वाजवी प्रक्रिया पॅरामीटर्स निवडणे देखील आवश्यक आहे. प्रवाह दर, इ, आणि वाजवी प्रक्रिया मार्ग निश्चित करा. सहसा, उच्च प्रक्रिया कार्यक्षमता, उच्च पृष्ठभाग सपाटपणा आणि कमी पृष्ठभागाचे नुकसान असलेले सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्स मिळविण्यासाठी रफ ग्राइंडिंग, सेमी-फिनिशिंग ग्राइंडिंग, फिनिशिंग ग्राइंडिंग, स्पार्क-फ्री ग्राइंडिंग आणि स्लो बॅकिंग यासह खंडित ग्राइंडिंग प्रक्रिया वापरली जाते.

नवीन ग्राइंडिंग तंत्रज्ञान साहित्याचा संदर्भ घेऊ शकते:

आकृती 5, TAIKO ग्राइंडिंग तत्त्वाचा योजनाबद्ध आकृती

आकृती 6, प्लॅनेटरी डिस्क ग्राइंडिंग तत्त्वाचे योजनाबद्ध आकृती

अल्ट्रा-थिन वेफर ग्राइंडिंग पातळ करण्याचे तंत्रज्ञान:
वेफर कॅरिअर ग्राइंडिंग थिनिंग टेक्नॉलॉजी आणि एज ग्राइंडिंग टेक्नॉलॉजी (आकृती 5) आहेत.